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桩-土相互作用下大跨度钢管混凝土拱桥地震响应分析
| 论文题名： | 桩-土相互作用下大跨度钢管混凝土拱桥地震响应分析 |
| 关键词： | 钢管混凝土拱桥;动力特性;桩土相互作用;地震响应 |
| 摘要： | 地震是一种突发式的破坏性极强的自然灾害。强烈的地震在瞬间就可以对桥梁造成结构性破坏，严重的情况下可使桥梁倒塌。随着近年来我国高速公路与公路桥梁建设快速发展，地震在我国人口密集的区域也在频繁的发生，给我国经济建设与人民的生活带来了惨痛的损失，目前对于我国西部该地区地质条件上修建的桥梁抗震分析研究比较少，导致抗震工作研究者们对大跨度桥梁的抗震分析与研究提出许多新的课题。本文针对在该地区的一大跨度钢管混凝土拱桥为研究背景，对考虑桩-土相互作用和不考虑桩-土相互作用下大跨度钢管混凝土拱桥的地震荷载响应进行分析与研究，研究的主要内容如下： （1）本文首先介绍了选题背景，桥梁的地震灾害情况和破坏形式，进一步描述国内外桥梁抗震研究现状以及我国地震地震活动的特点，针对本文的研究内容，介绍了大跨度钢管混凝土拱桥抗震性能的研究现状以及地震响应的基本理论。 （2）介绍本文所采用一大跨度钢管混凝土拱桥实际工程为研究背景，采用大型有限元分析软件Midas／civil，建立了大跨度钢管混凝土拱桥的三维有限元模型，然后设计了两种不同的工况：一种是不考虑桩-土相互作用，另一种是考虑桩-土的相互作用，通过对两种工况的动力特性进行分析，发现在考虑桩-土相互作用后桥梁的自振频率均比不考虑桩-土相互作用桥梁的自振频率有所减小，这主要是由于考虑弹性地基作用后，桥梁结构整体刚度有所下降所造成的，从对比结果中可知：桩-土相互作用对桥梁结构地震响应有不可忽略的影响，计算桥梁结构的地震响应是否考虑桩-土相互作用，这主要取决于工程建设场地的地质条件等因素。 （3）基于有限元计算分析得到的自振特性，在一维顺桥向、横桥向、竖向及二维和三维地震动输入情况下，分别进行线性动态时程分析和弹性反应谱分析，对考虑桩-土相互作用于不考虑桩-土相互作用的两组分析结果进行比较。根据地震响应结果可知，线性动态时程分析与弹性反应谱分析的结果有比较明显的差异，为计算安全起见，对此桥进行地震响应分析时应将两种方法相结合，综合权衡以后得到比较满意的结果。 通过对此桥进行有限元动力响应分析，总结出一些对于大跨度钢管混凝土拱桥进行抗震分析时应该注意的一些问题：对于桥梁处于复杂的工程建设场地的地质条件，桩-土相互作用对结构的地震响应有不可忽略的影响，对大跨钢管混凝土拱桥进行地震动输入时，应尽可能考虑多种地震动组合。 |
| 作者： | 苏政铭 |
| 专业： | 防灾减灾与防护工程 |
| 导师： | 狄生奎 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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